MOŻLIWOŚCI OGRANICZANIA EMISJI DIOKSYN W SEKTORZE METALURGICZNYM W POLSCE

Transkrypt

1 Duńska Agencja Ochrony Środowiska Ministerstwo Środowiska Instytut Ochrony Środowiska MOŻLIWOŚCI OGRANICZANIA EMISJI DIOKSYN W SEKTORZE METALURGICZNYM W POLSCE Warszawa, 2005 r.

2 Niniejszy raport na temat Możliwości ograniczania emisji dioksyn w sektorze metalurgicznym w Polsce stanowi wynik prac objętych polsko-duńskim projektem sfinansowanym przez Duńską Agencję Ochrony Środowiska ze środków programu DANCEE. Realizację projektu nadzorował Zespół Sterujący w składzie: Stanisław Kamiński, przewodniczący (MŚ/DPE), Roman Głaz (MŚ/DIOŚ), Adam Grochowalski (PK), Mariusz Holtzer (AGH), Wanda Kacprzyk (IOŚ), Mikala Klint (DEPA/DANCEE), Maria Kłokocka (MŚ/DPE), Carsten Lassen (COWI), Krzysztof Olendrzyński (KCIE/IOŚ), Jarosław Ostrowski (WIOŚ/GIOŚ), Maciej Sadowski (IOŚ), Jerzy Wolski (NFOŚiGW), Weronika Wziątek (MŚ/DPE). Duńska firma Consulting Engineers and Planners A/S (COWI) koordynowała cały projekt. Dr Carsten Lassen pełnił funkcję kierownika projektu. Instytutowi Ochrony Środowiska powierzono rolę krajowego koordynatora. Funkcję krajowego koordynatora projektu pełnił prof. dr hab. Maciej Sadowski. Konsultanci zagraniczni: dr Jens Apfel Badische Stahl-Engineering GMBH, dr Hans J. Keller ProVis GmbH i dr Carsten Lassen COWI. Polscy uczestnicy projektu: dr Mieczysław Borysiewicz, mgr Wanda Kacprzyk, mgr Ewa Lisowska-Mieszkowska i mgr inż. Katarzyna Rymwid-Mickiewicz IOŚ, dr hab. Adam Grochowalski, prof. PK, inż. Bogusław Dębski, mgr inż. Jacek Skośkiewicz, dr inż. Iwona Kargulewicz i mgr inż. Krzysztof Olendrzyński KCIE/IOŚ, prof. dr hab. inż. Józef Dańko, mgr inż. Rafał Dańko i prof. dr hab. Mariusz Holtzer AGH. Podziękowania Składamy szczególne podziękowania Kierownictwom Zakładów sektora metalurgicznego za wyrażenie zgody na udział w projekcie i na przeprowadzenie pomiarów emisji na badanych instalacjach, a także na udostępnienie informacji o badanych procesach. Dziękujemy również Pracownikom tych Zakładów za ich życzliwość i bezpośrednie zaangażowanie w realizację polsko-duńskiego projektu. Dziękujemy dr. Tinus a Pulle a TNO-MEP (Holandia) i dr. Ulrich a Quass a Müller-BBM GmbH (Niemcy) za wyrażenie zgody na wykorzystanie przy realizacji polsko-duńskiego projektu formularzy do raportowania analiz i badań PCDD/F opracowanych w ramach projektu "Dioxin emission in Candidate Countries". 2

3 Spis treści PRZEDMOWA STRESZCZENIE WPROWADZENIE Geneza współpracy i podstawa formalna projektu Charakterystyka dioksyn i furanów Uwarunkowania krajowe Charakterystyka sektora metalurgicznego Produkcja żelaza i stali Produkcja metali nieżelaznych Emisja dioksyn i furanów Cele i zakres projektu ANALIZA EMISJI DIOKSYN Z SEKTORA METALURGICZNEGO Wybór zakładów i instalacji Hutnictwo żelaza i stali Hutnictwo miedzi Hutnictwo aluminium Hutnictwo cynku Badane instalacje Metodologia poboru próbek i analiz Opis metodyki oznaczania PCDD i PCDF Obliczanie stężenia HCB oraz kongenerów PCDD/F i PCB Obliczanie sumarycznej wartości równoważnika toksyczności dla PCDD/F Obliczanie sumarycznej wartości równoważnika toksyczności dla PCB Obliczanie łącznego równoważnika toksyczności Walidacja metod Uzyskane wyniki Podsumowanie INWENTARYZACJA EMISJI I UWOLNIEŃ PCDD/F Z SEKTORA METALURGICZNEGO Wskaźniki emisji specyficzne dla sektorów i procesów technologicznych Inwentaryzacja emisji dioksyn i furanów za rok Wiadomości wprowadzające Wyniki inwentaryzacji emisji z produkcji żelaza i stali Wyniki inwentaryzacji emisji z produkcji metali nieżelaznych Wyniki inwentaryzacji w odniesieniu do pozostałych kategorii źródeł i komponentów środowiska Podsumowanie Str.

4 5. WYBRANE METODY REDUKCJI EMISJI Metodologia Przegląd ekologiczny zakładów Spiekalnia rudy żelaza Pomiary emisji PCDD/PCDF i główne czynniki wpływające na tworzenie się i emisję PCDD/PCDF z instalacji Pierwotne metody Wtórne metody Ogólne wtórne metody dla spiekalni Wtórne metody dla badanej spiekalni Analiza kosztów Instalacja do produkcji stali w elektrycznym piecu łukowym Pomiary emisji PCDD/PCDF i główne czynniki wpływające na tworzenie się i emisję PCDD/PCDF z instalacji Emisja PCDD/PCDF z instalacji elektrycznego pieca łukowego Pierwotne metody Wtórne metody Ogólne wtórne metody Wtórne metody dla badanej instalacji Analiza kosztów Odlewnia z żeliwiakiem z gorącym dmuchem Pomiary emisji PCDD/PCDF i główne czynniki wpływające na tworzenie się i emisję PCDD/PCDF z instalacji Pierwotne metody Wtórne metody Wtórne metody dla żeliwiaka z gorącym dmuchem Wtórne metody dla odlewni Analiza kosztów Instalacja do wtórnego wytapiania aluminium w piecu indukcyjnym Podstawy emisji PCDD/PCDF w instalacjach do wtórnego wytapiania aluminium Uwagi ogólne Charakter emisji Metody redukcji emisji PCDD/PCDF Instalacja do wtórnego wytopu aluminium w piecu indukcyjnym Pomiary emisji PCDD/PCDF i główne czynniki wpływające na tworzenie się i emisję PCDD/PCDF z instalacji Pierwotne metody Wtórne metody Analiza kosztów Instalacja do pierwotnej produkcji cynku z katod cynkowych Pomiary emisji PCDD/PCDF i główne czynniki wpływające na tworzenie się i emisję PCDD/PCDF z instalacji Proponowane metody Instalacja do wtórnej produkcji aluminium Pomiary emisji PCDD/PCDF i główne czynniki wpływające na tworzenie się i emisję PCDD/PCDF z instalacji

5 Pierwotne metody Wtórne metody Analiza kosztów WNIOSKI I ZALECENIA Kierunki dalszych działań LITERATURA OBJAŚNIENIA WYBRANYCH SKRÓTÓW STOSOWANYCH W RAPORCIE Załącznik 1. PRZYKŁAD RAPORTU Z POMIARU EMISJI DIOKSYN (w języku angielskim) Załącznik 2. UZUPEŁNIAJĄCE DANE DOTYCZĄCE BADANYCH PROCESÓW I UZYSKANYCH WYNIKÓW ORAZ WYNIKÓW WCZEŚNIEJSZYCH BADAŃ Załącznik 3. PRZYKŁAD WYPEŁNIONEGO FORMULARZA ANKIETY Z PRZEGLĄDU EKOLOGICZNEGO INSTALACJI DO PRODUKCJI STALI W ELEKTRYCZNYM PIECU ŁUKOWYM 5

6 PRZEDMOWA Polska, w ramach zobowiązań międzynarodowych wynikających z członkostwa w Unii Europejskiej, Konwencji Genewskiej w sprawie transgranicznego zanieczyszczania powietrza na dalekie odległości i Protokołu do niej w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO), a także Konwencji Sztokholmskiej w sprawie TZO, zobowiązana jest do przeprowadzenia inwentaryzacji emisji substancji objętych tymi porozumieniami. W roku 2004 w ramach projektu Redukcja emisji dioksyn z sektora metalurgii w Polsce wykonano pomiary w sektorze metalurgicznym, w tym oznaczenia w spalinach stężeń m.in. dioksyn, polichlorowanych bifenyli, heksachlorobenzenu i 13 metali. Projekt ten zrealizowany został na podstawie porozumienia pomiędzy Duńską Agencją Ochrony Środowiska DEPA (Danish Environmental Protection Agency) a polskim Ministerstwem Środowiska, przez duńską firmę COWI (Consulting Engineers and Planers A/S) oraz ze strony polskiej Instytut Ochrony Środowiska, Akademię Górniczo-Hutniczą, Politechnikę Krakowską. Celem projektu była ocena ilościowa emisji dioksyn i furanów z sektora metalurgii, opracowanie podstaw dla planów działania zmierzających do ograniczenia tej emisji oraz zademonstrowanie różnych efektywnych ekonomicznie działań i inwestycji służących redukcji wielkości emisji dioksyn i furanów w konkretnych zakładach, jak również weryfikacja wskaźników emisji na potrzeby inwentaryzacji krajowej. Dania posiada znaczny potencjał naukowo-techniczny w zakresie redukcji emisji dioksyn do powietrza, a współpraca z DEPA przy realizacji tego, jak i poprzednich projektów (na przykład Survey of anthropogenic sources of dioxins in the Baltic Region, który to projekt stanowił część przygotowań do opracowania Krajowego Programu Wdrażania Konwencji Sztokholmskiej w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych ) była bardzo udana. Należy dążyć do upowszechniania wypracowanych w ramach polsko-duńskiego projektu zaleceń i zaproponowanych działań ukierunkowanych na dalszą redukcję emisji dioksyn i furanów. Ze swej strony pragnę wyrazić podziękowanie Duńskiej Agencji Ochrony Środowiska za przyznanie w ramach programu DANCEE (Danish Cooperation for Environment in Eastern Europe) środków na realizację tego rodzaju projektu w Polsce, firmie COWI i ekspertom zagranicznym za okazaną pomoc merytoryczną w jego realizacji oraz kierownictwom poszczególnych zakładów sektora metalurgii, którzy wyrazili chęć uczestniczenia w projekcie i udzielili zgody na przeprowadzenie pomiarów. Oczywiście wyrazy uznania należą się także zespołowi realizującemu projekt, który był koordynowany ze strony polskiej przez Instytut Ochrony Środowiska, członkom Zespołu Sterującego oraz wszystkim, którzy przyczynili się do realizacji projektu i powstania raportu Możliwości ograniczenia emisji dioksyn w sektorze metalurgicznym w Polsce. Tomasz Podgajniak Minister Środowiska 6

7 1. STRESZCZENIE Polsko-duński projekt pt. Redukcja emisji dioksyn z sektora metalurgii w Polsce, został sfinansowany przez Duńską Agencję Ochrony Środowiska. Prace objęte projektem były koordynowane przez duńską firmę konsultingową Consulting Engineers and Planners A/S (COWI). Realizatorami projektu były następujące instytucje: Instytut Ochrony Środowiska (IOŚ) z Warszawy, Politechnika Krakowska (PK) i Akademia Górniczo-Hutnicza (AGH) z Krakowa oraz Badishe Stahl-Engineering GmbH (Niemcy) i ProVis GmbH (Niemcy). Rolę krajowego koordynatora projektu pełnił IOŚ. Generalnym celem projektu było opracowanie podstaw do dalszych działań zmierzających do ograniczania emisji dioksyn i furanów z sektora metalurgicznego w Polsce. Do najważniejszych celów cząstkowych należy zaliczyć: przeprowadzenie pomiarów emisji przede wszystkim PCDD/F w celu identyfikacji instalacji i branż mających zasadniczy udział w emisji dioksyn i furanów z przemysłu metalurgicznego w Polsce, zweryfikowanie wskaźników emisji na potrzeby krajowej inwentaryzacji emisji i przeprowadzanie na ich bazie inwentaryzacji emisji PCDD/F, przeprowadzenie przeglądów ekologicznych wybranych instalacji w celu zaproponowania różnych opcji ograniczania emisji dioksyn i furanów z tego sektora, wypracowanie zaleceń odnośnie kierunków dalszych działań. Zespół badawczy wytypował 20 instalacji z sektora metalurgicznego w Polsce spośród zakładów, których kierownictwo pozytywnie odpowiedziało na zaproszenie do udziału w projekcie. Dokonano pomiarów emisji wybranych zanieczyszczeń z tych instalacji. Następnie wybrano kilka zakładów, którym zaproponowano przeprowadzenie przeglądów ekologicznych w zakresie emisji dioksyn i furanów w kontekście możliwości jej ograniczania. Udział wszystkich zakładów był dobrowolny a wyniki pomiarów, nazwy zakładów i ich adresy objęte są tajemnicą. Niniejszy raport, przygotowany w Instytucie Ochrony Środowiska na podstawie raportów cząstkowych opracowanych przez autorów poszczególnych zadań, prezentuje uzyskane w ramach projektu wyniki w zakresie: wykonania pomiarów faktycznych emisji PCDD/F, PCB i HCB oraz wybranych metali dla 20 instalacji w zakładach produkujących: aluminium, cynk, miedź, stal, odlewy ze staliwa i żeliwa, spieki rud żelaza; dokonania krajowej inwentaryzacji emisji PCDD/F za 2002 r. z przemysłu metali żelaznych i nieżelaznych z wykorzystaniem zweryfikowanych wskaźników emisji, zgodnie z zaleceniami UNEP Chemicals; sformułowania zaleceń w zakresie efektywnych ekonomicznie działań i inwestycji redukujących wielkość emisji w zakładach tego sektora w Polsce. 7

8 Uzyskane wyniki pomiarowe wskazują, że najwyższe stężenie dioksyn i PCB wystąpiło w przypadku spiekania rudy żelaza oraz przy przetapianiu złomu aluminium. W większości przypadków uzyskane z pomiarów wyniki potwierdzają wskaźniki emisji dotychczas stosowane do celów inwentaryzacji. W ramach projektu zweryfikowano 7 wskaźników emisji. Wyniki inwentaryzacji emisji PCDD/F, w tym dotyczące sektora metalurgicznego, różnią między sobą i to znacznie, ponieważ stosowana w Polsce dla potrzeb Konwencji Genewskiej metodyka szacowania emisji i klasyfikacji źródeł w ramach programu EMEP różni się od metodyki zalecanej przez UNEP Chemicals. Różnice w uzyskanych wynikach wskazują także na zakres niepewności szacowania emisji i uwolnień PCDD/F, który może sięgać od kilkudziesięciu do kilkuset procent. Na obserwowany w Polsce w latach spadek emisji dioksyn i furanów z sektora metalurgicznego miało wpływ z jednej strony ograniczenie produkcji niektórych wyrobów metalurgicznych a z drugiej stopniowa modernizacja procesów technologicznych, realizacja inwestycji proekologicznych oraz sukcesywne wdrażanie programu restrukturyzacji hutnictwa żelaza i stali jak również doskonalenie metodyki szacowania wielkości emisji. Pomimo znacznej poprawy w tym zakresie udział tego sektora w całkowitej emisji PCDD/F jest nadal znaczący. Według inwentaryzacji emisji za rok 2002 r. przeprowadzonej zgodnie z zaleceniami UNEP Chemicals udział sektora metalurgicznego w całkowitej emisji krajowej dioksyn i furanów wynosi 9%. Uzyskane z pomiarów wskaźniki i emisje wskazują, że w Polsce wśród podsektorów przemysłu metalurgicznego największy problem stanowią emisje ze spiekalni rud żelaza, z produkcji stali w piecach elektrycznych oraz z wtórnej produkcji miedzi. Jednak trzeba brać pod uwagę, że pomierzone wartości emisji z pieców elektrycznych łukowych odnoszą się do pojedynczych instalacji i uzyskane wyniki nie mogą być traktowane jako reprezentatywne dla całkowitej emisji z tego podsektora. Stąd konieczność kontynuowania wysiłków na rzecz doskonalenia metodyki pomiarów, aby uzyskać oszacowanie wielkości emisji odpowiadające rzeczywistym, zwłaszcza przy minimalnych systemach ograniczania emisji zanieczyszczeń lub ich braku. Wyniki uzyskane z pomiarów dla instalacji wtórnej przeróbki aluminium wykazujące znaczący spadek emisji zanieczyszczeń do powietrza potwierdzają, że w zakładach tych są stosowane najlepsze dostępne techniki i technologie. Wobec braku pomiarów w zakładach stosujących słabsze systemy przy starszych technologiach produkcji wyniki te nie mogą być uznane za reprezentatywne dla całego podsektora. Z uwagi na fragmentaryczny zakres pomiarów nie można wykorzystywać uzyskanych wyników do aktualizacji lub opracowania nowych dopuszczalnych norm emisji z sektora metalurgicznego. Uzyskane wskaźniki emisji będą wykorzystane na potrzeby krajowej inwentaryzacji emisji jako uaktualnienie wskaźników proponowanych przez Toolkit. Jednakże dalsze prace nad rozwojem krajowych wskaźników dla tego sektora są pożądane. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów i przeglądów ekologiczne wytypowanych instalacji przedstawiono zalecenia dotyczące ograniczenia tworzenia się lub redukcji emisji tych związków z instalacji do spiekania rud żelaza, do produkcji stali w elektrycznym piecu łukowym, żeliwiaka z gorącym dmuchem, do wtórnego wytapiania aluminium w piecu indukcyjnym oraz do pierwotnej produkcji cynku z katod cynkowych. Z uwagi na fakt, że wyniki uzyskane w ramach projektu pozwoliły jedynie na wstępne rozpoznanie zagadnienia niezbędne jest kontynuowanie działań na rzecz ograniczania emisji 8

9 dioksyn i furanów z sektora metalurgicznego, w tym prowadzenie kosztowych pomiarów emisji. Do tych działań należy zaliczyć: dokonanie oceny możliwości ograniczenia emisji PCDD/F z przemysłu odlewniczego (obejmującego produkcję żeliwa, staliwa, stopów miedzi, aluminium, stopów magnezu) poprzez prowadzenie systematycznych pomiarów emisji PCDD/F w tym przemyśle w celu dokonania oceny możliwości i sposobów jej redukcji, w przypadku wystąpienia przekroczeń; dalsze weryfikowanie wskaźników emisji PCDD/F w sektorze metalurgicznym, w tym przede wszystkim w hutnictwie aluminium, na podstawie pomiarów dokonanych na większej grupie instalacji; utworzenie systemu zbierania informacji o technologiach stosowanych w sektorze metalurgicznym (w tym szczególnie w małych i średnich zakładach). Założone w projekcie cele zostały osiągnięte a jego wyniki upowszechnione w trakcie seminarium (Warszawa, r.) i poprzez Internet. 9

10 2. WPROWADZENIE 2.1. Geneza współpracy i podstawa formalna projektu Współpraca Danii z państwami Europy Wschodniej w sferze szeroko rozumianej ochrony środowiska ma już kilkuletnią tradycję. Realizowane projekty ekologiczne w Europie Środkowej, w tym Polsce, są finansowane przez Duńską Agencję Ochrony Środowiska (Danish Environmental Protection Agency) ze środków DANCEE (Danish Cooperation for Environment in Eastern Europe). Jako przykład tej współpracy można tu podać międzynarodowy projekt nt. przeglądu antropogenicznych źródeł dioksyn w regionie Morza Bałtyckiego ( Survey of anthropogenic sources of dioxins in the Baltic Region ) realizowany w latach Celem projektu była inwentaryzacja uwolnień dioksyn i furanów z obszaru Estonii, Litwy, Łotwy i Polski. Ze strony polskiej projekt realizowało Krajowe Centrum Inwentaryzacji Emisji w Instytucie Ochrony Środowiska pod nadzorem Komitetu Sterującego. Wyniki projektu wykazały, że jednym z głównych emitorów dioksyn w Polsce jest sektor metalurgiczny, dlatego uznano potrzebę lepszego zbadania źródeł i kategorii emisji dioksyn z tego sektora [50]. W związku z wprowadzaniem przez Komisję Europejską Strategii Wspólnoty Europejskiej w zakresie dioksyn, furanów i polichlorowanych bifenyli 1 oraz biorąc pod uwagę wyniki ww. projektu strona duńska zaproponowała Polsce w 2003 r. dalszą współpracę w obszarze emisji w sektorze metalurgicznym i wypracowanie zaleceń w zakresie możliwości i sposobów ograniczenia emisji dioksyn przez wspólną realizację projektu Redukcja emisji dioksyn z sektora metalurgii w Polsce. Oferta została zaakceptowana przez Ministerstwo Środowiska ze względu na fakt, że Dania posiada znaczny potencjał naukowo-techniczny w zakresie redukcji emisji dioksyn do powietrza, jak również ze względu na dotychczasową owocną współpracę z Duńską Agencją Ochrony Środowiska. Ministerstwo Środowiska pełniło nadzór merytoryczny nad realizacją polsko-duńskiego projektu pt. Redukcja emisji dioksyn z sektora metalurgii w Polsce. Jednostką wiodącą w tym zakresie jest Departament Polityki Ekologicznej, który prowadzi nadzór merytoryczny nad Konwencją Sztokholmską w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych oraz nad Konwencją Genewską w sprawie transgranicznego zanieczyszczania powierza na dalekie odległości i jej Protokołem z Aarhus w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych. Generalnie departament ten sprawuje nadzór nad zagadnieniami dotyczącymi emisji dioksyn oraz inwentaryzacji emisji tych zanieczyszczeń. Decyzją Pana Marka Sobieckiego Dyrektora Departamentu Polityki Ekologicznej MŚ powołany został Zespół Sterujący, który prowadził nadzór nad przygotowaniem podstaw merytorycznych projektu Redukcja emisji dioksyn z sektora metalurgii w Polsce oraz monitorował postęp prac nad realizacją projektu. W skład tego zespołu weszli przedstawiciele Departamentu Polityki Ekologicznej MŚ, Departamentu Instrumentów Ochrony Środowiska MŚ, DEPA, COWI, Instytutu Ochrony Środowiska, Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska, Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Akademii Górniczo- Hutniczej w Krakowie i Politechniki Krakowskiej (imienny skład zespołu zamieszczono na stronie redakcyjnej). Polsko-duński projekt pt. Redukcja emisji dioksyn z sektora metalurgii w Polsce, w ramach którego opracowano niniejszy raport, został sfinansowany przez Duńską Agencję Ochrony 1 Community Strategy for dioxins, furans and polychlorinated biphenyls, COM(2001)579 final (strategia nie została opublikowana w Official Journal) [9]. 10

11 Środowiska (ze środków programu DANCEE). Prace objęte projektem były koordynowane przez duńską firmę konsultingową Consulting Engineers and Planners A/S (COWI). Podstawą realizacji projektu były umowy cząstkowe zawarte między COWI a Instytutem Ochrony Środowiska (IOŚ) z Warszawy, Politechniką Krakowską (PK) i Akademią Górniczo-Hutniczą (AGH) z Krakowa oraz Badishe Stahl-Engineering GmbH (Niemcy) i ProVis GmbH (Niemcy). Rolę krajowego koordynatora projektu pełnił Instytut Ochrony Środowiska. Celem projektu było opracowanie podstaw do dalszych działań zmierzających do ograniczania emisji dioksyn i furanów z sektora hutniczego w Polsce oraz zaproponowanie różnych opcji redukcji na przykładzie konkretnych zakładów. Ponadto dodatkowym celem projektu było zweryfikowanie wskaźników emisji na potrzeby krajowej inwentaryzacji emisji i dokonanie korekty krajowej inwentaryzacji emisji na bazie zweryfikowanych wskaźników. Zespół badawczy wytypował 20 instalacji z sektora metalurgicznego w Polsce spośród zakładów, których kierownictwo pozytywnie odpowiedziało na zaproszenie do udziału w projekcie. Dokonano pomiarów emisji wybranych zanieczyszczeń z tych instalacji. Następnie wytypowano 6 zakładów, którym zaproponowano przeprowadzenie przeglądów ekologicznych w zakresie emisji dioksyn i furanów w kontekście możliwości jej ograniczania. Udział wszystkich zakładów był dobrowolny a wyniki pomiarów, nazwy zakładów i ich adresy objęte są tajemnicą. Założone w projekcie cele zostały osiągnięte a jego wyniki upowszechnione w trakcie seminarium (Warszawa, r.). Niniejszy raport, przygotowany w Instytucie Ochrony Środowiska na podstawie raportów cząstkowych opracowanych przez autorów poszczególnych zadań, prezentuje uzyskane w ramach projektu wyniki w zakresie: wykonania pomiarów faktycznych emisji w wybranych zakładach (pomiary emisji PCDD/F i innych zanieczyszczeń, m.in. PCB i HCB, dla 20 instalacji, w zakładach produkujących: aluminium, cynk, miedź, stal, odlewy ze staliwa i żeliwa, spieki rud żelaza); dokonania aktualizacji krajowej inwentaryzacji emisji dioksyn z przemysłu metali żelaznych i nieżelaznych z wykorzystaniem zweryfikowanych wskaźników emisji; sformułowania zaleceń w zakresie efektywnych ekonomicznie działań i inwestycji redukujących wielkość emisji w zakładach tego sektora w Polsce Charakterystyka dioksyn i furanów Dioksyny, a właściwie polichlorowane dioksyny i furany (PCDD/PCDF), to ogólna nazwa całej grupy związków chemicznych zaliczanych do chlorowanych węglowodorów aromatycznych. Związki te zbudowane są z dwóch pierścieni benzenowych połączonych ze sobą jednym (dibenzofurany PCDF) lub dwoma (dibenzodioksyny PCDD) atomami tlenu, przy czym w każdym z pierścieni benzenowych od 1 do 4 atomów wodoru może być podstawionych chlorem. Wszystkie związki z tej grupy charakteryzuje duża stabilność termiczna i odporność na działanie czynników fizykochemicznych. Dioksyny i furany należą do substancji bardzo trwałych i odpornych na biodegradację, a jednocześnie ze względu na niską rozpuszczalność w wodzie i bardzo dobrą rozpuszczalność w tłuszczach ulegających biokumulacji, tj. gromadzą się w tkance tłuszczowej organizmów. Ze względu na powyższe właściwości dioksyny i furany zaliczane są do tzw. trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO). PCDD/PCDF uważane są za jedne z najsilniejszych trucizn spośród znanych w tej chwili związków chemicznych. Do grupy tej należy 210 związków (75 dibenzodioksyn i

12 dibenzofuranów) o bardzo zróżnicowanej toksyczności. Najbardziej toksyczne są związki zawierające 4 atomy chloru podstawione w pozycjach 2,3,7 i 8, takie jak np. 2,3,7,8- tetrachlorodibenzodioksyna (TCDD) i 2,3,7,8-tetradibenzefuran. Dioksyny zawierające od 1 do 3 atomów chloru są stosunkowo mało toksyczne i uważane za względnie nieszkodliwe. Ze względu na zróżnicowaną toksyczność oraz fakt, że zazwyczaj mamy do czynienia z mieszaninami różnych dioksyn i furanów, opracowano metodę wyrażania sumarycznej toksyczności PCDD/PCDF zawartych w danej próbce przez przyjęcie koncepcji tzw. międzynarodowego równoważnika toksyczności (International Toxic Equivalent I-TEQ). Dla poszczególnych substancji należących do tej grupy wyznaczono międzynarodowe współczynniki równoważnikowe toksyczności (International Toxicity Equivalency Factor I-TEF). Wartość I-TEF dla 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioksyny uważanej za najbardziej toksyczną dioksynę wynosi 1, a wartości I-TEF dla wszystkich pozostałych związków z grupy PCDD/PCDF mieszczą się w przedziale od 0 do 1 (tab. 3.3). Łączną toksyczność dioksyn i furanów oznaczonych w badanej próbce, np. żywności, oblicza się w oparciu o ilość i toksyczność poszczególnych związków w niej wykrytych. Pomimo bardzo wysokiej toksyczności niektórych dioksyn i furanów, trudno porównywać je z innymi silnymi truciznami występującymi w środowisku, ponieważ ich działanie nie jest natychmiastowe w stężeniach z jakimi spotykamy się na co dzień. Szkodliwe działanie PCDD/PCDF polega na zakłócaniu endokrynnych funkcji organizmu, skutkujące zaburzeniami płodności, problemami z utrzymaniem ciąży lub nawet bezpłodnością (budowa chemiczna dioksyn podobna jest do budowy hormonów steroidowych, do których należą także hormony płciowe). Chodzi tu przede wszystkim o zakłócenia w wydzielaniu progesteronu, hormonu niezbędnego dla utrzymania i prawidłowego przebiegu ciąży. Udowodniono działanie rakotwórcze, teratogenne (uszkadzające płód) oraz alergenne dioksyn i furanów. Do organizmu ludzkiego związki te dostają się przede wszystkim wraz z pożywieniem. Kumulują się w tkance tłuszczowej zarówno zwierząt (np. ryb), jak i ludzi. Dochodzi więc zarówno do kumulacji dioksyn w tkankach danego organizmu, jak i na kolejnych poziomach łańcucha troficznego, a trzeba pamiętać, że człowiek jest ostatnim ogniwem tego łańcucha. Niekorzystne skutki działania dioksyn i furanów występują dopiero po latach ekspozycji i latach kumulacji tych związków w tkankach. Badania nad szkodliwością, mechanizmami powstawania, a także działania dioksyn i furanów prowadzone są od wielu lat. W tym czasie rozwinęły się znacznie możliwości analityczne i diagnostyczne pozwalające na ocenę stężenia PCDD/PCDF zarówno w środowisku, jak i w tkankach organizmów. Dostrzeżono też konieczność ograniczenia ich powstawania i emisji do środowiska, jako substancji zagrażających całej populacji ludzkiej Uwarunkowania krajowe Ochrona środowiska jest w Polsce realizowana zgodnie z przyjętą w 2001 roku II Polityką ekologiczną państwa [1]. Dokument ten zawiera podstawowe zasady, którymi należy kierować się przy podejmowaniu decyzji dotyczących ochrony środowiska oraz ustala priorytety działania na lata Ponadto w 2002 r. Rada Ministrów przyjęła krótkookresową Politykę ekologiczną państwa na lata z uwzględnieniem perspektywy na lata [5]. Zasadą wiodącą jest zasada zrównoważonego rozwoju, której istota polega na równorzędnym traktowaniu racji społecznych, ekonomicznych i ekologicznych. W zakresie ochrony jakości powietrza przewiduje się rozszerzanie zakresu normowania emisji zanieczyszczeń, 12

13 wprowadzanie norm produktowych uwzględniających cały cykl życia produktów, a przede wszystkim dążenie do likwidacji powstawania zanieczyszczeń u źródeł, co obejmuje także stosowanie najlepszych dostępnych technik (BAT). Opracowany w 2002 roku Program wykonawczy do II polityki ekologicznej państwa [6] przewiduje realizację całego spektrum działań o charakterze inwestycyjnym i pozainwestycyjnym. Ujęte w programie działania inwestycyjne w zakresie ograniczania emisji zanieczyszczeń do powietrza obejmują modernizację lub instalację urządzeń ochronnych oraz przede wszystkim daleko idącą modernizację wytwarzania w wielu kluczowych dziedzinach przemysłu. Wśród działań pozainwestycyjnych program wykonawczy przewiduje wdrożenie wymagań Dyrektywy Rady 96/61/WE w sprawie zintegrowanego zapobiegania i ograniczania emisji zanieczyszczeń (tzw. dyrektywa IPPC), która ostatecznie ukształtowała problematykę stosowania najlepszych dostępnych technik (BAT) w obiektach przemysłowych. Jednostkami odpowiedzialnymi za realizację działań przewidzianych w programie wykonawczym są w przypadku działań pozainwestycyjnych przede wszystkim Ministerstwo Środowiska, a w przypadku działań inwestycyjnych Ministerstwo Gospodarki i Pracy jako jednostka nadzorująca przedsiębiorstwa bezpośrednio odpowiedzialne za wprowadzanie koniecznych zmian i modernizacji. Do zakresu działania Ministra Środowiska należy m.in. kształtowanie polityki ekologicznej oraz podstaw prawno-finansowo-organizacyjnych w sferze ochrony środowiska. Minister sprawuje merytoryczny nadzór nad wdrażaniem w Polsce postanowień międzynarodowych porozumień ekologicznych. Inicjuje m.in. działania związane z opracowaniem mechanizmów stymulujących przyspieszenie usuwania PCB z urządzeń elektrotechnicznych i z określeniem dopuszczalnego poziomu ryzyka środowiskowego. Ponadto w gestii Ministra Środowiska znajduje się koordynacja wdrażania najlepszych dostępnych technik (BAT), a także zadań związanych z unieszkodliwianiem odpadów i zasobów TZO oraz z ograniczaniem emisji TZO, w tym z instalacji wytwarzania energii małej mocy. Minister Gospodarki i Pracy odpowiada za stwarzanie coraz lepszych warunków i podstaw prawnych rozwoju gospodarki, w tym funkcjonowania przedsiębiorstw oraz za poprawę warunków pracy i eliminowanie negatywnego oddziaływania niebezpiecznych substancji, w tym TZO, na pracowników w środowisku pracy. W kompetencjach wojewodów, na szczeblu regionalnym, jest nadzorowanie działalności kontrolnej prowadzonej przez wojewódzkie inspektoraty ochrony środowiska także w zakresie kontroli przestrzegania przez zakłady przemysłowe wymagań zawartych w pozwoleniach zintegrowanych dotyczących m.in. uwolnień zanieczyszczeń do środowiska. Jednym z celów krótkookresowych dotyczących ochrony powietrza wymienionych w II Polityce ekologicznej państwa było opracowanie i realizacja programu ograniczania emisji trwałych zanieczyszczeń organicznych, do których należą także dioksyny i furany. Program taki pod nazwą Krajowa strategia ochrony środowiska przed trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi [7] został opracowany i przyjęty przez Radę Ministrów w roku W strategii określono między innymi główne kierunki działań, jakie należy podjąć w najbliższych latach w celu ograniczenia emisji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), dioksyn i furanów (PCDD/PCDF), heksachlorobenzenu (HCB) oraz polichlorowanych bifenyli (PCB). Do działań tych należy przeprowadzenie analizy możliwości i celowości wprowadzania najlepszych dostępnych technik w przemyśle żelaza i stali, wyeliminowanie z użytku pieców martenowskich oraz opracowanie krajowych norm emisji zanieczyszczeń z procesów produkcji żelaza i stali oraz metali nieżelaznych jak również dokonanie szczegółowej inwentaryzacji tej 13

14 emisji. W strategii zwrócono także uwagę na przygotowanie Polski do ratyfikacji międzynarodowych porozumień dotyczących ograniczania emisji trwałych zanieczyszczeń organicznych. Podstawowe międzynarodowe regulacje dotyczące ograniczania emisji trwałych zanieczyszczeń organicznych to: przepisy Wspólnot Europejskich, bezpośrednio lub pośrednio, odnoszące się do ograniczania emisji PCDD/PCDF i substancji dioksynopodobnych, postanowienia Protokołu w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych (tzw. Protokołu z Aarhus) do Konwencji Genewskiej w sprawie transgranicznego zanieczyszczania powietrza na dalekie odległości, postanowienia Konwencji w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych (tzw. Konwencji. Sztokholmskiej) [4]. Wszystkie wymienione wyżej dokumenty mają podobne cele, jednak ich zakresy merytoryczne nieco się różnią. Konwencja Sztokholmska odnosi się do 12 trwałych zanieczyszczeń organicznych (tj. aldryny, chlordanu, dieldryny, endryny, heptachloru, heksachlorobenzenu, mireksu, toksafenu, PCB, DDT, PCDD i PCDF). Wprowadza ona zakaz produkcji i stosowania pierwszych dziewięciu, oraz zobowiązuje do ograniczenia produkcji i użytkowania DDT, jednocześnie zobowiązując do ograniczenia ich eksportu i importu. Ponadto przepisy konwencji zobowiązują do ograniczania uwolnień do środowiska PCB, PCDD i PCDF. Generalnym celem konwencji, która weszła w życie w dniu 17 maja 2004 r., jest przeciwdziałanie negatywnym oddziaływaniom trwałych zanieczyszczeń organicznych na środowisko i zdrowie człowieka poprzez skoordynowanie działań podejmowanych w skali światowej na rzecz unieszkodliwiania pozostałości po okresie powszechnego stosowania tych substancji w gospodarce. Podstawowym celem Protokółu z Aarhus, którego postanowienia weszły w życie 23 października 2003 r., jest w skali regionalnej eliminacja bądź czasowe ograniczenie produkcji, emisji i użytkowania kontrolowanych 16 TZO (tj. aldryny, chlordanu, chlordekonu, DDT, dieldryny, dioksyn/furanów, endryny, heptachloru, heksabromobifenylu, heksachlorobenzenu, heksachlorocykloheksanu, mireksu, polichlorowanych bifenyli, toksafenu, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych). W protokole określono wymagania dotyczące postępowania z odpadami produktów aktualnie podlegających zakazowi produkcji i użytkowania. Postanowienia protokołu zobowiązują Polskę do ograniczenia emisji dioksyn/furanów, WWA oraz HCB poniżej poziomu z roku W odniesieniu do spalania odpadów komunalnych, niebezpiecznych i medycznych wprowadzono określone normy emisji i zalecono najlepsze dostępne techniki (BAT) ograniczania emisji TZO wraz z harmonogramem stosowania norm emisji i BAT dla nowych i istniejących źródeł stacjonarnych. Ponadto zalecono środki ograniczania emisji TZO ze źródeł ruchomych, a także wskazano główne kategorie stacjonarnych źródeł emisji. Z kolei regulacje wspólnotowe wykraczają daleko poza zakres objęty Konwencją Sztokholmską oraz Protokołem z Aarhus i obejmują przepisy dotyczące wielu zagadnień, takich jak: produkcja, użytkowanie i uwalnianie do środowiska wielu substancji chemicznych, pozwolenia zintegrowane, postępowanie z odpadami niebezpiecznymi, funkcjonowanie tzw. dużych obiektów energetycznego spalania, oddziaływania obiektów przemysłowych na środowisko, zapobiegania wielkim awariom przemysłowym. Duże znaczenia ma zwłaszcza wspomniana już wcześniej Dyrektywa IPPC. W krajach Unii Europejskiej dopuszczalna wartość graniczna dioksyn i furanów wynosząca 0,1 ng I-TEQ/Nm 3 (dla zawartości tlenu 11%) obowiązuje jedynie dla spalarni odpadów [31]. 14

15 Polska jest sygnatariuszem zarówno Konwencji Sztokholmskiej, jak i Protokołu z Aarhus, a procesy ratyfikacji obu tych dokumentów są w toku. Od 1 maja 2004 roku Polska jest również krajem członkowskim Unii Europejskiej. Proces dostosowywania prawa polskiego do wymagań wspólnotowych trwa już od kilku lat. W związku z tym przepisy prawa krajowego dotyczącego ochrony środowiska są generalnie zgodne z wymaganiami wspólnotowymi, poza obszarami, gdzie obowiązują okresy przejściowe. W roku 2001 został przyjęty podstawowy akt prawny: ustawa Prawo ochrony środowiska (Dz. U. 2001, Nr 62, poz. 627, z późniejszymi zmianami), regulujący między innymi kwestie ochrony jakości powietrza i ograniczania emisji zanieczyszczeń. Ustawa ta wprowadziła stosowanie rozwiązań takich jak pozwolenia zintegrowane, co było nowością w prawie polskim. Dotychczas zakłady przemysłowe uzyskiwały oddzielne pozwolenia na odprowadzanie zanieczyszczeń do poszczególnych komponentów środowiska. Obecnie funkcjonowanie instalacji, która znacząco wpływa na zanieczyszczenie środowiska jako całości, wymaga uzyskania pozwolenia zintegrowanego, obejmującego całość uwolnień do środowiska. Obowiązek ten dotyczy także zakładów z sektora metalurgicznego. Szczegółowe zasady ochrony powietrza zawarto w rozporządzeniach wykonawczych do Prawa ochrony środowiska, między innymi w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z 4 sierpnia 2003 r w sprawie standardów emisyjnych z instalacji (Dz. U. Nr 163, poz. 1584), w którym ustalono także normy emisji dioksyn i furanów ze spalarni odpadów. Brak jednak jak dotąd standardów emisji w odniesieniu do istotnych źródeł przemysłowych Charakterystyka sektora metalurgicznego Hutnictwo metali, zarówno żelaznych jak i nieżelaznych, ma w Polsce długą tradycję. Ponieważ zasoby rud żelaza w Polsce nie są zbyt duże i nie mają wysokiej jakości, hutnictwo żelaza i stali już od połowy XIX wieku oparte było na rudach pochodzących z importu. Wydobycie rud krajowych skoncentrowane jest na południu kraju, w rejonie Częstochowy i Kłobucka. Rozwój hutnictwa miedzi w Polsce związany był z odkryciem dużych złóż tego metalu w rejonie Lublina i Głogowa, do których wykorzystywania przystąpiono w latach 60-tych dwudziestego wieku. Pokłady miedzi w Polsce są duże, ale trudnodostępne. Mimo to powstały cztery duże kopalnie miedzi (Lubin, Polkowice, Rudna i Sieroszowice), a co za tym idzie także huty zajmujące się przetwarzaniem wydobywanej rudy. W Polsce prowadzi się zarówno pierwotną jak i wtórną produkcję miedzi. Hutnictwo cynku i ołowiu rozwinęło się w Polsce w oparciu o złoża krajowe, eksploatowane już od XIII wieku. Wydobycie cynku koncentruje się głównie w rejonie Olkusza. W okresie po II wojnie światowej aż do roku 1989 zgodnie z założeniami ówczesnej polityki duży nacisk kładziono na rozwój przemysłu ciężkiego, w tym hutnictwa stali oraz górnictwa i hutnictwa miedzi. Przemysł hutniczy należał w Polsce do sektorów wiodących. Podobnie jak w przypadku wielu innych branż, charakteryzowały go przerost zatrudnienia, wysoka energochłonność, niska wydajność i niska jakość wyrobów. Cechą charakterystyczną polskiego hutnictwa przed 1989 rokiem była koncentracja na Górnym Śląsku. Wiele hut eksploatowało pełny ciąg procesowy od przygotowania surowca (w tym koksu) po produkcję gotowych wyrobów walcowanych. W związku z tym huty te powodowały bardzo wysokie obciążenia środowiska. Dane w zakresie wielkości rocznej produkcji ważniejszych wyrobów w sektorze metalurgicznym w Polsce w wybranych latach w okresie zestawiono w tab

16 Produkcja żelaza i stali Po transformacji ustrojowej znaczenie hutnictwa metali żelaznych zmalało i ten sektor przemysłu zaczął się borykać z licznymi trudnościami. W związku z tym przygotowany został program restrukturyzacji, do którego kluczowych elementów należy zaliczyć konsolidację hut w holding Polskie Huty Stali S.A. oraz przyspieszenie prywatyzacji i wykorzystanie środków z emisji obligacji w celu restrukturyzacji finansowej nowoutworzonej spółki Polskie Huty Stali S.A. i hut objętych rządowym programem restrukturyzacji. Zgodnie z założeniami realizacja programu restrukturyzacji powinna do roku 2006 doprowadzić do pełnej efektywności podmiotów. W wyniku prowadzonych działań nastąpiła redukcja zatrudnienia oraz zdecydowane podniesienie jakości oferowanych towarów, które dziś nie odbiegają już od światowych standardów. W warstwie technologicznej restrukturyzacja hutnictwa polegała na likwidacji części wielkich pieców oraz na całkowitej eliminacji w 2003 r. pieców martenowskich jako podstawowego procesu otrzymywania stali (tab. 2.1). Obecnie większość hut stali zlokalizowana jest na południu kraju (na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, w Ostrowcu Świętokrzyskim i w Stalowej Woli). Wyjątkiem jest Huta Lucchini zlokalizowana w Warszawie. Największe znaczenie mają huty należące do Mittal Steel Poland S.A. - wcześniej ISPAT Polska Stal S.A., firmy która była następcą prawnym spółki Polskie Huty Stali S.A. - wchodzącej w skład koncernu Mittal Steel Co. Firma ta grupuje cztery największe polskie huty stali zlokalizowane: w Krakowie (była Huta im. T. Sendzimira), Dąbrowie Górniczej (była Huta Katowice), Sosnowcu (była Huta Cedler) i Świętochłowicach (była Huta Florian). Dysponując pełnym ciągiem technologicznym huty te skupiają ok. 70% potencjału produkcyjnego polskiego przemysłu hutniczego. Zdolności produkcyjne w skali roku sięgają 7,6 mln Mg stali surowej oraz ok. 6,6 mln Mg wyrobów walcowanych. Huty żelaza i stali mają istotny wpływ na poziom krajowej emisji dioksyn i furanów, a także emisji pyłów i metali ciężkich. Wpływają również na wielkość emisji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w wyniku produkcji koksu zużywanego w procesach wielkopiecowych. Restrukturyzacja hutnictwa żelaza i stali, jaka nastąpiła w Polsce w ostatnich latach, polegała na wyłączeniu z ruchu części wielkich pieców wytwarzających surówkę oraz żelazostopy chromu i manganu. Dzięki temu znacznie zmniejszyło się obciążenie środowiska gazami i pyłami z tych pieców, zawierającymi przede wszystkim metale ciężkie. Wyłączenie z ruchu części wielkich pieców umożliwiło restrukturyzację procesów produkcji stali, opartą przede wszystkim na eliminacji z eksploatacji pieców martenowskich. Ich zdolności produkcyjne stopniowo się zmniejszały z 6,9 mln Mg stali w 1985 r. do 0,007 mln Mg w 2002 r. (tab. 2.1). Piece martenowskie były opalane olejem opałowym i w zasadzie nie wymagały wstępnego przygotowania złomu. Były trudne do hermetyzacji, a ich konstrukcja pozwala na wtórne tworzenie się dioksyn i furanów w przewodach odprowadzających gazy. Proces martenowski został wyparty przez tlenowy proces konwertorowy, głównie ze względu na większą wydajność procesu konwertorowego i sprawność energetyczną. Likwidacja pieców martenowskich była spowodowana również względami ochrony środowiska. Drugim czynnikiem zmniejszającym emisję PCDD/PCDF jest zmniejszona produkcja stali. Spadła ona w latach z 19,5 mln Mg do 9,1 mln Mg (tab. 2.1). 16

17 Tabela 2.1. Roczna produkcja ważniejszych wyrobów w sektorze metalurgicznym w Polsce w wybranych latach w okresie Rok Produkcja stali surowej [mln Mg] surówki wyrobów rur miedzi rafinowanej cynku aluminium ołowiu srebra ogółem w tym w piecach martenowskich żelaza [mln Mg] walcowanych na gorąco b [mln Mg] stalowych [mln Mg] nieobrobionej niestopowej [mln Mg] technicznego czystego [tys. Mg] nieobrobionego czystego hutniczego [tys. Mg] rafinowanego [tys. Mg] technicznego czystego [tys. Mg] ,5 9,1 12,0 13,6 1,1 0,4 c ,1 82,0 0, ,1 6,9 9,8 11,8 1,0 0,4 c ,0 87,3 0, ,6 4,0 8,7 9,8 0,6 0,3 c ,0 64,8 0, ,4 2,6 6,5 8,0 0,5 0,4 c ,8 50,8 0, ,9 1,8 6,5 7,6 0,5 0,4 c ,6 53,7 0, ,9 1,7 6,3 7,6 0,5 0,4 c ,9 62,3 0, ,1 1,6 7,1 8,6 0,5 0,4 c ,5 61,2 1, ,9 1,5 7,5 9,0 0,6 0,4 c ,7 66,4 1, ,4 1,1 6,8 8,5 0,5 0,4 d ,9 66,0 0, ,6 1,1 7,5 9,3 0,5 0,4 c ,6 64,7 1, ,9 0,5 6,3 8,0 0,5 0,4 c ,2 64,3 1, ,9 0,4 5,3 7,0 0,5 0, ,0 64,0 1, ,5 a 0,4 a 6,5 a 7,5 a 0,5 a 0, ,9 45,4 1, ,8 a 0,2 a 5,4 a 6,4 a 0,4 a 0, ,7 44,7 1, ,4 a 0,007 a 5,3 a 6,3 a 0,3 a 0, ,1 34,0 1, ,1 a 0 a 5,6 a 6,8 a 0,3 a 0, ,4 55,6 1,2 Źródło: GUS a dane ze specjalistycznych badań Ministerstwa Gospodarki i Pracy b bez półwyrobów c miedź elektrolityczna 17

18 Produkcja metali nieżelaznych Hutnictwo metali nieżelaznych reprezentowane jest w Polsce przez hutnictwo miedzi, cynku, ołowiu, aluminium i srebra. W przemyśle metali nieżelaznych szczególnie intensywnie odzyskuje się metale z różnych źródeł, co w konsekwencji prowadzi do wykorzystywania szerokiego asortymentu surowców wtórnych. Jako źródła metali nieżelaznych wykorzystuje się: złom metalowy, zgary, pyły spalinowe i pofiltracyjne oraz szumowiny-materiały te zawierają duże ilości metali lub związków metali. Surowce wtórne stosowane są również w niektórych procesach pierwotnych. Z powyższych względów przemysł metali nieżelaznych stanowi poważne źródło emisji zanieczyszczeń, w tym dioksyn i furanów. W celu zmniejszenia zawartości substancji organicznych w materiale wsadowym wykonuje się usuwanie powłok i odolejanie, z zastosowaniem procesów wymywania i pirolizy. Do odzyskiwania oleju i zmniejszania obciążania układu cieplnego można stosować odwirowywanie. Znajomość źródła pochodzenia surowca wtórnego może stanowić informację o potencjalnych emisjach związanych z jego wykorzystywaniem. Hutnictwo miedzi ma charakterystyczne technologie, od których zależy rodzaj i poziom emisji zanieczyszczeń. W przypadku produkcji wtórnej podstawową przyczyną emisji dioksyn i furanów są zanieczyszczenia złomu miedzianego tworzywami sztucznymi - zawierającymi chlor - olejami smarowymi, farbami, lakierami itp. Najistotniejsze źródła emisji znajdują się na etapach przetwarzania złomu, wytapiania i rafinacji. W przypadku dodawania do konwertora złomu zanieczyszczonego materiałem organicznym i nie osiągania pełnego spalania, potencjalnym źródłem jest również etap przetapiania miedzi wtórnej. Produkcja i przetwórstwo miedzi prowadzona jest w przez spółkę KGHM Polska Miedź S.A., którą organizacyjnie stanowią dwie huty surowcowe o pełnym cyklu produkcyjnym. Są to Huta Miedzi "Głogów" i Huta Miedzi "Legnica" oraz Huta "Cedynia", będąca producentem walcówki. Zdolność produkcyjna polskich obiektów hutniczych sięga 540 tys. Mg miedzi elektrolitycznej, 220 tys. Mg walcówki i 1200 Mg srebra rocznie, co stawia potencjał hutniczy KGHM Polska Miedź S.A. w rzędzie największych producentów w tej branży na świecie. Złom miedziany przerabiają między innymi Zakłady Hutmen S.A. we Wrocławiu. Pierwotnie zakład ten posiadał 7 agregatów piecowych do przerobu złomu o łącznej mocy produkcyjnej 10 tysięcy Mg miedzi. Na skutek znacznych emisji zanieczyszczeń z tych pieców przeprowadzono głęboką modernizację przeróbki złomu, zastępując uciążliwe dla środowiska agregaty jednym konwertorem obrotowym z górnym dmuchem, w którym proces przebiega hermetycznie. Zlikwidowano w ten sposób uciążliwą emisję. Można przypuszczać, że znacznemu ograniczaniu uległa również emisja PCDD/PCDF. Potencjalnym źródłem emisji dioksyn i furanów są również fabryki kabli elektroenergetycznych, w których odzyskuje się miedź z zużytych kabli. Fabryki takie dysponują urządzeniami do oddzielania izolacji od metalu stanowiącego właściwy element przewodzący. Zapobiega to w sposób zdecydowany powstawaniu dioksyn i furanów w piecach do przetwórstwa miedzi. W przypadku produkcji aluminium wtórnego istnieje duży potencjał emisji dioksyn i furanów. Powstawanie PCDD i PCDF spowodowane jest dwoma głównymi przyczynami: pierwsza z nich to stosowanie heksachloroetanu do usuwania magnezu i innych niepożądanych składników z aluminium, a druga to niedokładne oddzielenie lub brak oddzielania izolacji, olejów smarowych i smarów zawierających chlor, z powierzchni topionego w piecach złomu aluminiowego. Mimo to w przemyśle tym osiągnięty został znaczny postęp w zakresie zmniejszenia tego typu emisji. Ponadto parametry skupowanego do dalszego przerobu złomu aluminiowego są bardzo 18

19 precyzyjnie określane przez jego przetwórców. W wyniku normowania jakości złomu do przerobu trafia stosunkowo czysty surowiec. W Polsce istniały w latach osiemdziesiątych dwie huty aluminium. Były to zakłady w Skawinie i zakłady w Koninie. Przed 1985 rokiem produkcja aluminium w Skawinie została zaniechana. Obecnie zakłady te po zmianie nazwy na Zakłady Metalurgiczne Skawina S.A. zajmują się wtórną produkcją aluminium i jego przetwórstwem. Zakład w Koninie noszący obecnie nazwę Aluminium Konin-Impexmetal S.A. produkuje przede wszystkim wyroby walcowane (blachy i taśmy), których rocznie sprzedaje ok. 70 tys. Mg. Jest też jedynym w kraju producentem aluminium hutniczego, a jego zdolność produkcyjna wynosi 53 tys. Mg rocznie. Zakład spełnia wymagania dyrektyw Wspólnot Europejskich w zakresie metali ciężkich i substancji niebezpiecznych. Dokonane w ostatnich latach głębokie zmiany technologiczne umożliwiły zmniejszenie emisji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych i pozwoliły osiągnąć normatywny poziom emisji benzo-a-pirenu. Wtórna produkcja aluminium, oprócz zakładów w Skawinie i Koninie prowadzona jest również w Alumetalu Grupy Kęty S.A. Zarówno huta aluminium, jak i zakłady wtórnej przeróbki nie stosują w procesach wytopu heksachloroetanu a obróbka produktów wytopu, jeśli ma miejsce, prowadzona jest z zastosowaniem odpowiednich mieszanek gazów obojętnych i chloru z płukaniem wstępnym i końcowym produktu w piecu przy pomocy azotu. Wydaje się, że wprowadzenie najlepszych dostępnych technik w przemyśle wtórnej produkcji aluminium zostało w znacznym stopniu dokonane. Pewien potencjał emisji dioksyn i furanów związany jest również z przemysłem produkcji cynku, a zwłaszcza z produkcją wtórną. W procesach wtórnej produkcji cynku dioksyny i furany mogą powstawać przede wszystkim na etapach prażenia, spiekania i wytapiania, a w mniejszych ilościach także podczas odlewania. W niektórych procesach możliwe jest tworzenie PCDD/PCDF w strefie spalania i w sekcji chłodzenia systemu oczyszczania gazów odlotowych (synteza denovo), zwłaszcza, jeśli w materiałach wtórnych użytych do procesu znalazły się składniki plastykowe. Największym producentem cynku i ołowiu jest Huta Cynku Miasteczko Śląskie, wytwarzająca rocznie 80 tys. Mg cynku i 28 tys. Mg ołowiu. Jest to nowoczesny zakład metalurgiczny, w którym proces przerobu prowadzony jest metodą pieca szybowego, umożliwiającą uzyskanie cynku i ołowiu w jednym ciągu technologicznym. Huta Cynku "Miasteczko Śląskie" była w latach 70-tych i 80-tych dwudziestego wieku jednym z poważniejszych źródeł emisji zanieczyszczeń do powietrza w północnej części województwa katowickiego. Sukcesywne wdrażanie od początku lat dziewięćdziesiątych programu proekologicznego, zakładającego likwidację najbardziej wyeksploatowanych wydziałów, budowę nowych urządzeń odpylających i modernizację starych, doprowadziło do obniżenia emisji metali ciężkich przy jednoczesnym wzroście produkcji Emisja dioksyn i furanów Dioksyny i furany powstają jako niepożądany produkt uboczny w procesach spalania i niektórych produkcyjnych procesach przemysłowych, takich jak spalanie odpadów przemysłowych i komunalnych, produkcja pestycydów, produkcja papieru i celulozy, a także w hutnictwie żelaza i stali oraz przy produkcji metali nieżelaznych. Jeszcze w latach 70-tych i 80-tych dwudziestego wieku głównym źródłem emisji PCDD/PCDF były spalarnie odpadów komunalnych. Obecnie, w wyniku zaostrzenia norm emisji oraz dzięki rozwojowi nowych technologii spalania, sytuacja uległa zmianie, a współczesne spalarnie emitują spaliny zawierające dioksyny i furany w takim 19

20 stężeniu, jakie występuje w zanieczyszczonym powietrzu miejskim [59]. Wycofanie z produkcji chloroorganicznych środków ochrony roślin i zaprzestanie bielenia papieru chlorem spowodowało znaczne zmniejszenie emisji dioksyn i furanów również z tych procesów. Poważnym problemem pozostaje jednak nadal niekontrolowane spalanie odpadów gospodarczych w piecach domowych. Jest to w tej chwili główne źródło emisji dioksyn do powietrza w Polsce. Dane o emisji trwałych zanieczyszczeń organicznych (dioksyn i furanów, WWA, PCB, HCB) z terenu Polski są corocznie raportowane do EKG ONZ i wykorzystywane w programie EMEP [11]. Jest to europejski program współpracy, realizujący zobowiązania wynikające z Konwencji w sprawie transgranicznego zanieczyszczania powietrza na dalekie odległości. Raporty opracowywane są w Krajowym Centrum Inwentaryzacji Emisji (KCIE) zlokalizowanym w IOŚ. Do roku 1999 stosowano w nich klasyfikację SNAP97, ujmującą źródła emisji w 11 głównych kategorii. Obecnie są dodatkowo przedstawiane w nowym układzie kategorii źródeł wg klasyfikacji NFR, obejmującej 7 głównych działów z licznymi kategoriami głównymi źródeł. Emisję trwałych zanieczyszczeń organicznych z obszaru Polski, w tym dioksyn i furanów, w latach ilustruje rys Emisja PCDD/PCDF z obszaru Polski do powietrza za rok 2002 oszacowana została na 433,4 g I-TEQ. Dominującym źródłem emisji są procesy spalania w sektorze komunalnym i mieszkaniowym (rys. 2.2). Emisja z tego sektora wyniosła 200,6 g I-TEQ, co stanowi 46,3% emisji całkowitej. Jest to ponad dwuipółkrotnie więcej niż łączna emisja z procesów produkcyjnych (31,8 g I-TEQ) i procesów spalania w przemyśle (45,7 g I-TEQ). W emisji tej znaczący udział mają procesy niekontrolowanego spalania odpadów z gospodarstw domowych. Zapobieganie takim praktykom nie jest jednak proste ze względu na brak uregulowań prawnych i możliwości kontroli, a także niską świadomość ludności co do zagrożeń, jakie niosą ze sobą tego rodzaju działania. Dlatego też konieczne jest podejmowanie działań ukierunkowanych na kontrolę i ograniczanie emisji przede wszystkich z tego sektora. Emisję dioksyn i furanów z procesów metalurgicznych w 2002 r. oszacowano na 62,76 g I-TEQ (tab. 2.2), co stanowi ok. 14,5 % całkowitej emisji krajowej. Trzeba jednak podkreślić, że w ciągu ostatniego dziesięciolecia w wyniku zmian gospodarczych, restrukturyzacji przemysłu i wprowadzania nowych technologii, emisja dioksyn i furanów z produkcji metali żelaznych i nieżelaznych została wyraźnie obniżona. Wysokość emisji z sektora metalurgicznego (oszacowanej zgodnie z klasyfikacjami SNAP97 i NFR) w latach przedstawiono na rys Widoczny na tym wykresie wzrost emisji w 2000 roku wynika przede wszystkim ze wspomnianej już wcześniej zmiany stosowanej klasyfikacji źródeł ze SNAP97 na NFR. Do roku 1999 do sektora metalurgicznego wliczane były: spust surówki, stalownie martenowskie, stalownie konwertorowo-tlenowe, stalownie elektryczne, spiekalnie i produkcja aluminium. Od roku 2000 doliczane są również: wtórna produkcja ołowiu, cynku, miedzi i aluminium. Mimo tej zmiany emisja z roku 2002 oszacowana została na poziomie zbliżonym do roku 1999, a znacznie niższym niż w latach poprzedzających. Jeżeli chodzi o strukturę emisji z sektora metalurgicznego to największy jest tutaj udział emisji pochodzącej z wtórnej produkcji aluminium. Wiąże się to w znacznym stopniu z użytkowaniem w tym procesie źle oczyszczonego złomu aluminiowego. Duży udział w emisji mają także spiekalnie, spust surówki i stalownie konwertorowo-tlenowe. Emisję dioksyn i furanów w roku 2002 w przemyśle metalurgicznym i przy produkcji koksu (zinwentaryzowaną według kategorii SNAP97) przedstawiono w tabeli